SpaceX Falcon-9 -raketti: yleiskatsaus, ominaisuudet ja luettelo laukaisuista

Sisällysluettelo:

SpaceX Falcon-9 -raketti: yleiskatsaus, ominaisuudet ja luettelo laukaisuista
SpaceX Falcon-9 -raketti: yleiskatsaus, ominaisuudet ja luettelo laukaisuista
Anonim

Avattuaan ilmailu- ja avaruusviraston vuonna 2002 amerikkalainen yrittäjä Elon Musk asetti hänelle melko kunnianhimoisia tavoitteita. Hän totesi, että pian maan ulkopuolinen avaruus tulee paitsi v altion armeija- ja avaruusyhtiöiden, myös tavallisten turistien saataville.

Yksityinen vai julkinen?

Yli 15 vuoden SpaceX-toiminnan aikana Musk on onnistunut tekemään suuren osan siitä, mitä hänen luomisensa alussa ilmoitettiin. Uusi sukupolvi SpaceX Falcon 9 -raketteja on ilmestynyt, jotka pystyvät palaamaan Maahan eivätkä palamaan ilmakehän tiheissä kerroksissa. On mahdollista todeta, että turistit voivat mahdollisesti vierailla Maan kiertoradalla. Se ei ehkä ole korkea, vain 100 tuhatta kilometriä, ja sieltä tarkkailla planeettamme vain neljä minuuttia, mutta tämä on myös suuri voitto yksityiselle yritykselle. Harvat ihmiset uskovat kuitenkin, että SpaceX on yksittäisillä rahastoilla toimiva yritys. Myöskään Yhdysvalloissa tietoa Musk-viraston jatkuvasta rahoituksesta NASAn budjetista ei ole ollut saatavilla pitkään aikaan.uutiset. Sen rahan lisäksi, jonka yrittäjän yhtiö saa hankkeisiinsa riittävän määrän, hänellä on pääsy NASAn kaikkiin salaisiin kehityshankkeisiin.

Elon Musk
Elon Musk

Huolimatta monista epäonnistuneista kokeiluista SpaceX Falcon 9 -kantoraketilla, jonka laukaisulistoissa on vuoden 2018 alussa noin 50 päivämäärää, vain muutama osoittautui todella epäonnistuneeksi. Mutta päätehtävän - ensimmäisen vaiheen uudelleenkäytettävän käytön ja sitten muita avaruutta valloittavan laitteen avainelementtejä - Elon Muskin insinöörit onnistuivat saavuttamaan. Heidän todellisen menestyksensä nähdessään ei pidä yllättyä siitä, että yksityinen yrittäjä saa miljardeja budjettirahoja kehitystyöhönsä. Siitä huolimatta Falcon 9 -lennot on sijoitettu yksinomaan yksityislennoista.

Kokeilu - vaihtelevalla menestyksellä

Alun perin Musk suunnitteli luovansa laitteen, joka pystyy vierailemaan avaruudessa taksin tavoin vuoteen 2018 mennessä. Mutta paljon enemmän kuin näiden tavoitteiden toteuttamiseen suunniteltu aika kului ennen kuin SpaceX Falcon 9 luotiin. Tämän perheen ensimmäisen luokan raketit, Falcon 1, kykenivät laukaisemaan lastia matalalle Maan kiertoradalle jo vuoteen 2009 mennessä, mutta palvelivat niiden luojaa. vain mainosmateriaalina, joka osoittaa tilan saatavuuden yksityisille kehittäjille.

Ensimmäiset Falcon 1 laukaistiin neljä vuotta SpaceX:n perustamisen jälkeen. Niitä ei voida luokitella menestyneiksi kohtuuttoman korkeiden laitekustannusten ja kolmen peräkkäisen katastrofin vuoksi, joissa ohjukset hävisivät kokonaan. Suuret sijoittajat ideoihinsa myös Muskei onnistunut houkuttelemaan. Kesti vielä muutaman vuoden, ennen kuin SpaceX onnistui laukaisemaan Falcon 9 -boosterin, mutta mikä teki tämän mahdolliseksi, johtui suurelta osin useista onnistuneista Falcon 1 -laukaisuista vuonna 2008, jolloin tehostin pystyi toimittamaan hyötykuorman sille tarkoitetulle kiertoradalle. Muskin itsensä mukaan, jos hän olisi epäonnistunut uudelleen tuolloin, hänen olisi pitänyt luopua korkean profiilin kunnianhimoisista projekteista tavanomaisen rahan puutteen vuoksi. Taloudellisesti hänen ideansa osoittautui epäonnistuneeksi, mutta sen imagokomponentti kaikkialla maailmassa oli v altava menestys. Musk ei voisi toivoa parempaa mainosta aivolapselleen.

Vaihe testattu

Vuoteen 2013 mennessä yhtiön varustelu oli parantunut niin paljon, että SpaceX laukaisi Falcon 9 -raketin toivoen pelastavan ensimmäisen vaiheen tulevia lentoja varten. Lopulta Musk saattoi alkaa toteuttaa päätehtäväänsä - uudelleenkäytettävän laitteen keksimistä. Syyskuun 13. päivänä Vandenbergin ilmavoimien tukikohdasta laskettiin laukaisu Falcon-perheen kantoraketista. Siinä oleva Merlin 1D -moottori auttoi laukaisemaan useita satelliitteja LEO:lle (matala vertailukiertorata). Yhteensä laite toimitti tänä päivänä lähes 13 tonnia lastia avaruuteen. Ensimmäisen vaiheen laukaisun ja irrottamisen aikana suoritettiin testi sen paluusta Maahan. Mutta grandioosinen Grasshopper-projekti, jonka piti olla menestynein SpaceX-yhtiön perustamisen jälkeen, epäonnistui.

yöllä raketin laukaisu
yöllä raketin laukaisu

Laskelmien epätarkkuuksien ja ensimmäisen vaiheen odottamattoman pyörimisen vuoksi jarrutusjakson aikana syöttöpolttoainetta säiliöistä meni ajoittain, mikä johti ensimmäisen vaiheen tuhoutumiseen ja toisen vaiheen suunnitellusta testistä luopumiseen. Alkuperäisen suunnitelman mukaan hänen piti suorittaa tehtävänsä laukaista avaruusalukset korkeammalle kiertoradalle useilla moottorin käynnistyksillä. Koska ensimmäisen vaiheen epäonnistuminen osoittautui kehittäjille täysin odottamattomaksi, he pelkäsivät päättää toisen vaiheen lisätestistä. Syy operaation epäonnistumiseen kuitenkin selvitettiin. Se oli polttoaineen jäätymistä. Falcon 9 laukaistiin yhteensä kolme kertaa vuonna 2013, joista yhdessä asetettiin satelliitti geosiirtoradalle.

Ensimmäinen vaihe on paluu

Ymmärtääksemme, miksi Elon Muskille oli niin tärkeää saavuttaa ensimmäisen askeleen säilyttäminen, on muutama plussa tämän idean puolesta. Ensinnäkin on paljon halvempaa käyttää samaa moottoria toistuvasti kuin asentaa uusi ennen jokaista käynnistystä. Se on kuin auton omistaja ennen seuraavaa moottorinvaihtoa. Kustannukset ovat tietysti kohtuuttomia, mutta esimerkki on enemmän kuin havainnollistava. Toiseksi, jopa v altavalla korjauksella moottori on silti halvempi kuin uusi, joten vaikkakin hieman vaurioituneessa muodossa, mutta sen palauttaminen voi johtaa koko projektin kustannusten alenemiseen. Mutta Musk on edelleen liikemies. Kolmanneksi säästyneillä rahoilla voitaisiin järjestää uusia lanseerauksia. Siksi hänellä oli suuria toiveita SpaceX Falcon 9 -raketista, joka oli jo selvinnyt useista vakavista tehtävistä.

roiskumisalusta Falcon 9
roiskumisalusta Falcon 9

Ensinonnistunut operaatio ensimmäisen vaiheen palauttamiseksi suoritettiin vuonna 2014. Tänä aikana laukaistiin yhteensä kuusi kantorakettia. Kaikki Cape Canaveralin laukaisualust alta. Niistä kolmessa, jotka valmistettiin 18. huhtikuuta, 14. heinäkuuta ja 21. syyskuuta, suunniteltiin ensimmäisen vaiheen palauttamista koskevia toimia. Valitettavasti ensimmäisiä vaiheita ei voitu pelastaa roiskealueen epäsuotuisten sääolosuhteiden ja suunnittelijoiden virheellisten laskelmien vuoksi. Ne kaikki upposivat. Mutta lentotelemetria osoitti, että kaikki kolme koetta olivat onnistuneita, ja vaiheet laskeutuivat annettuihin neliöihin.

Läpimurto 2015

Mutta todellinen voitto, jonka Musk koki vuonna 2015. Ja pointti ei ole siinä, että näiden 12 kuukauden aikana hän on jo onnistunut suorittamaan seitsemän lentoa, ja kaksi neljästä ensimmäisen vaiheen paluukokeista päättyi suotuisasti. Yksi SpaceX Falcon 9 -raketeista, joka laukaistiin helmikuun 11. päivänä, onnistui tuomaan avaruusaluksen Lagrange-pisteeseen maan kiertoradan ulkopuolella. Projektin kumppaneiksi tuli kolme amerikkalaista v altionyhtiötä: NASA, NOAA ja USAF. Jälkimmäinen toimitti toiminnan tutkaasennuksella. Hänen epäonnistumistensa vuoksi raketin laukaisua lykättiin useaan otteeseen, mutta lopulta se kuitenkin toteutettiin ja erittäin onnistuneesti.

Ensimmäisten vaiheiden menettäminen kaikissa seitsemässä laukaisussa tällaisen merkittävän läpimurron taustalla ei myöskään juurikaan jättänyt varjoonsa SpaceX:n luojaa. Hän ymmärsi, että lähitulevaisuudessa he pystyisivät suorittamaan tarkemman laskeutumisen tätä varten määritellyille neliöille ja pystyisivät paitsi säästämään myös käyttämään uudelleen. Loppujen lopuksi kerranheti kokeet heidän laskeutumisessaan osoittautuivat menestyneempiksi. Yksi vuoden 2015 lennoista oli kuitenkin tuhoisa Elon Muskin yhtiölle. SpaceX Falcon 9 -raketti räjähti 139 sekunnissa ja sen mukana Dragon-avaruusalus. Myöhemmissä tutkimuksissa oli mahdollista todeta, että kantolaitteen tuhoutumisen syyt olivat toisen vaiheen toimintahäiriöt. Siitä huolimatta epäonnistuminen ei tyrmännyt yrittäjää, ja jo saman vuoden joulukuussa hän suoritti Falcon 9:n seuraavan laukaisun laukaisemalla 11 satelliittia kiertoradalle. Lisäksi, laskeuduttuaan Cape Canaveralille, josta se alkoi, ensimmäinen vaihe korjausten jälkeen lähti pian taas liikkeelle.

Asiakkaat valitsevat Falcon 9

Vuoteen 2016 mennessä Elon Musk haki tukea Yhdysv altojen v altionyhtiöiden lisäksi myös muilta osav altioilta. Tähän mennessä hän oli käynnistämässä kiertoradalle amerikkalaisten lisäksi Etelä-Korean, Italian, Ranskan ja Turkmenistanin satelliitteja. Suurin osa niistä suoritettiin NASA:n suojeluksessa. Näin kävi Dragon-avaruusaluksen lentojen kanssa kansainväliselle avaruusasemalle vuonna 2012. SpaceX Falcon 9 -raketin ensimmäinen laukaisu laukaistiin 22. toukokuuta osana COTS Demo Flight -ohjelmaa yhdistetyssä toisessa ja kolmannessa tehtävässä. Avaruusalus onnistui lähestymään ISS:ää kymmenen metrin etäisyydeltä ja laituriin. Kuudentena päivänä Dragon lähti paluulennolle ja roiskui Tyynellämerellä Kalifornian rannikon edustalla 31. toukokuuta.

satelliittien lähettäminen kiertoradalle
satelliittien lähettäminen kiertoradalle

Dragonin toinen lento ISS:lle ei ollut niin onnistunut: toista vaihetta ei voitu käynnistää uudelleen, jaOrbcomm-G2-satelliitin testimalli poikkesi kaksi päivää kantoraketin laukaisun jälkeen kiertorad alta ja paloi ilmakehässä. Tämä SpaceX Falcon 9 laukaistiin Cape Canaveral Launch Pad SLC-40:ltä 8. lokakuuta 2012. Sitä johti myös NASA. Vuoteen 2016 asti tämä oli SpaceX-rakettien päätestauspaikka, kunnes yksi niistä tuhosi sen räjähdyksessä.

Katastrofi laukaisualustalla

Se tapahtui 1. syyskuuta 2016. Kaksi päivää ennen SpaceX Falcon 9 -kantoraketin suunniteltua laukaisua Amos-6-tietoliikennesatelliitin kanssa oli tarpeen tehdä koepoltto. Voimakas räjähdys ja sitä seurannut tulipalo tapahtui toisen vaiheen alueella täytettäessä säiliötä nestemäisellä hapella.

Asiantuntijat onnistuivat toteamaan, että paineistetun heliumin sylinterien kokoonpanon muutos johti tragediaan. Tankkien sisäseinien alumiinikerroksiin muodostui taipumaa, jotka ulkopuolelta päällystettiin hiilikuidulla. Ja niihin, sisä- ja ulkokerroksen väliin, kertyi nestemäistä happea, joka myöhemmin syttyi. Vähän ennen raketin laukaisua sylinterien kokoonpanoa muutettiin laitteiston modernisoimiseksi, mutta kunnollista testiä ei tehty. Uusien laukaisujen myötä päätettiin palata hyväksi todetun mallin tankeihin.

Falcon 9 -kantoraketin räjähdys
Falcon 9 -kantoraketin räjähdys

Tämän epäonnistumisen jälkeen Musk ei käynnistänyt SpaceX Falcon 9:ää uudelleen vuonna 2016. Tämän tragedian silminnäkijät osoittavat, että katastrofista on tullut yksityisen avaruusyrityksen luojan suurin pettymys ja tähän mennessä kannattavimpi yritys.läpi historiansa. Hän päätti seuraavan lanseerauksen tammikuussa 2017.

18 alkaa. Näistä kaikki onnistuivat

SLC-40 laukaisualusta Cape Canaveralissa on ollut pois käytöstä pitkään aikaan. Falcon 9 -rakettiperheen laukaisut siirrettiin Vandenbehin tukikohtaan ja Kennedy Centerin alueelle. Ensimmäisestä 14. tammikuuta lähtien kymmenen uuden sukupolven Iridium-satelliittia on onnistuneesti laukaistu kiertoradalle. Tämä laukaisu oli monella tapaa lohdutus Elon Muskille syyskuun katastrofin jälkeen. Hyötykuorman kokonaispaino oli lähes 10 tonnia. Ensimmäinen vaihe pystyttiin ajamaan onnistuneesti Just Read the Instructions kelluvalla alustalle. Siksi myöhemmin SpaceX Falcon 9:n laukaisu Iridium 4 Launchilla (eräänlainen satelliittipuhelinjärjestelmä, jonka kysyntä alkoi kasvaa ja tilausten määrä kasvoi) mahdollisti suurelta osin vuoden 2017 alussa toteutettujen onnistuneiden laukaisujen ansiosta.

Tänä vuonna SpaceX Corporation on suorittanut yhteensä 18 laukaisua, eikä yksikään ole johtanut merkittäviin tappioihin. Ensimmäiset vaiheet palasivat joko kiinteän laskeutumisvyöhykkeen paikkoihin tai kelluville alustoille. Satelliitit laukaistiin kiertoradalle onnistuneesti. Oli mahdollista käyttää uudelleen Dragon-avaruusaluksen paineistettua laskeutumiskapselia, laukaista Boeing X-37B -avaruuslentokone, laajentaa asiakkaiden maantieteellistä aluetta ja paljon muuta. Kaikki nämä onnistumiset tarjosivat konkreettista korvausta Cape Canaveralin katastrofin taloudellisista menetyksistä. Ja tietysti S paceX Falcon 9 Launch Iridium NEXT -satelliiteilla toi kaupallista menestystä.

Secret Zuma

Kaikkien edellä mainittujen Ilona-yhtymän kiistattomien menestysten lisäksiVielä yksi naamio voidaan erottaa, joka on havaittu viimeisen kolmen vuoden aikana. Kantorakettien laukaisujen välinen aika lyheni huomattavasti. Joskus Falcon 9:n laukaisujen välillä kului vain muutama päivä. Yhtiön työntekijöiden etuna on myös se, että melko usein seuraavat raketit lähetettiin avaruuteen samasta paikasta. Kuten SpaceX Falcon 9:n laukaisu Kennedy Centeristä 3. ja 23. kesäkuuta 2017. Ja kaksi päivää myöhemmin Vandenben tukikohdan paikkaa käytettiin uudelleen.

Zuman salainen rahti
Zuman salainen rahti

Jälleen kerran Elon Musk aikoi yllättää kiinnostuneen yhteisön marraskuussa 2017. Mutta turvaluokitellun lastin, koodinimeltään Zuma, raketin laukaisu siirrettiin tammikuulle 2018. Tämän kuun 8. päivänä raketti laukaistiin onnistuneesti salaperäisellä laitteella yhdelle Yhdysv altain hallituksen asiakkaalle, jonka nimeä media ei ole vielä saanut selville. Pian tuli kuitenkin viesti, että salaisen satelliitin saattaminen kiertoradalle ei vieläkään ollut mahdollista. Zuma oli edelleen SpacexFalcon 9:n kyydissä, eikä tämä ole ollenkaan piilossa Musk-yhtiössä, mutta he eivät halua turvautua yksityiskohtaisiin kommentteihin laukaisun kohteen äärimmäisen salaisen tehtävän vuoksi.

Toivot ja todellisuus

Mitään merkittävää läpimurtoa yhtiön jatkokehityksessä SpaceX:n salaisesta tehtävästä ei odoteta. Laukaisut toteutetaan aiemmin sovitun aikataulun mukaisesti. Vuonna 2018 ja sitä seuraavina jaksoina on suunnitteilla useita kymmeniä Falcon 9:n laukaisuja, joista asiantuntijat ovat yhtä mieltä yhdestä asiasta:päätehtävä - keksiä uudelleen käytettävä kantoraketti, tehdä avaruudesta helpommin saavutettavissa - Musk täytti, mutta hän ei koskaan asuttanut Marsia, hän ei saavuttanut merkittävää vähennystä yhden laukaisun tuotantokustannuksissa. Perustamalla yrityksensä vuonna 2010 hän aikoi saavuttaa paljon enemmän vuoteen 2018 mennessä.

Falcon 9 kantoraketti
Falcon 9 kantoraketti

Ehkä Zuma SpaceX Falcon 9:n avaruuslaukaisu lähitulevaisuudessa avaa uusia mahdollisuuksia yksityiselle avaruustoimistolle, sillä salaisen esineen valmistajan Northrop Grumman Corporationin nimi puhuu puolestaan. Hanke uuden sukupolven kantoraketin Falcon Heavy luomiseksi voi kuitenkin tuoda Muskille suurempaa menestystä. Nykyään se on suurin kaikista koskaan luoduista ja kuuluu raskaan luokan luokkaan. Sen teho pystyy kuljettamaan paljon enemmän rahtia avaruuteen, alentamaan yhden lennon kustannuksia kymmeniä kertoja ja luomaan säästöjä laukaisujen määrässä. Lisäksi sitä on tarkoitus käyttää toistuvasti.

Suositeltava: